Про неорганічні матеріали – оксид церію
Оксид церію— неорганічна речовина з хімічною формулою CeO₂. Це блідо-жовтий або жовтувато-коричневий порошок з густиною 7,13 г/см₃ та температурою плавлення 2397°C. Він нерозчинний у воді та лугах, але мало розчинний у кислотах. При 2000°C та тиску 15 МПа оксид церію можна відновити воднем з утвореннямтриоксид церіюЗа температур від 2000°C до тиску вище 5 МПа оксид церію має жовтувато-червонуватий, іноді рожевий колір. Його використовують як полірувальний матеріал, каталізатор, носій каталізатора (добавка), поглинач ультрафіолетового випромінювання, електроліт для паливних елементів, поглинач вихлопних газів автомобілів та кераміку для електронної техніки.
Ⅰ.Використання
Окисник. Каталізатор органічних реакцій. Стандарт рідкісноземельних металів для аналізу сталі. Окисно-відновний титрувальний аналіз. Знебарвлення скла. Сонцезахисний крем на основі скляної емалі. Термостійкий сплав.
Використовується як добавка у скляній промисловості, як шліфувальний матеріал для листового скла та в косметиці як інгібітор ультрафіолетового випромінювання. Його застосування було розширено та включає полірування скла для окулярів, оптичних лінз та електронно-променевих трубок, забезпечуючи знебарвлення, освітлення та поглинання ультрафіолетових та електронних променів.
Ⅱ.Впливи рідкоземельних елементів
1. Рідкісна земляЕфекти полірування
Порошки для полірування на основі рідкоземельних металів пропонують такі переваги, як висока швидкість полірування, висока якість обробки та тривалий термін служби. Порівняно з традиційними порошками для полірування на основі оксиду заліза, вони екологічно чисті та легко видаляються з забруднень.Порошки для полірування на основі оксиду церіюможе полірувати лінзи за одну хвилину, тоді як полірувальні порошки на основі оксиду заліза займуть від 30 до 60 хвилин. Таким чином, полірувальні порошки на основі рідкоземельних металів пропонують переваги низького дозування, швидкого полірування та високої ефективності полірування. Вони також можуть покращити якість полірування та умови експлуатації. Полірувальні порошки для скла з рідкоземельних металів зазвичай виготовляються з оксидів, багатих на церій. Оксид церію є надзвичайно ефективною полірувальною сумішшю, оскільки він може полірувати скло одночасно шляхом хімічного розкладання та механічного тертя. Полірувальні порошки на основі церію з рідкоземельних металів широко використовуються для полірування камер, об'єктивів відеокамер, телевізійних кінескопів, лінз для окулярів та інших застосувань. У моїй країні є десятки заводів з виробництва полірувальних порошків з рідкоземельних металів, понад десять з яких мають виробничу потужність понад 100 тонн. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., спільне китайсько-іноземне підприємство, є одним з найбільших виробників полірувальних порошків з рідкоземельних металів у моїй країні з річною виробничою потужністю 1200 тонн. Її продукція продається на внутрішньому та міжнародному ринку.
2. Знебарвлення скла
Усе скло містить оксид заліза, який може потрапити в скло через сировину, пісок, вапняк та склобій у скловарній суміші. Він існує у двох формах: двовалентне залізо, яке забарвлює скло в темно-синій колір, і тривалентне залізо, яке забарвлює його в жовтий. Знебарвлення передбачає окислення іонів двовалентного заліза до тривалентного заліза, оскільки тривалентне залізо має лише одну десяту інтенсивності свого двовалентного аналога. Потім додається коректор кольору, щоб нейтралізувати колір до світло-зеленого.
Рідкоземельні елементи, що використовуються для знебарвлення скла, - це переважно оксид церію та оксид неодиму. Знебарвлювачі скла на основі рідкісноземельних елементів замінюють традиційні білі миш'якові знебарвлювачі, підвищуючи ефективність, уникаючи забруднення миш'яком. Оксид церію має такі переваги, як стабільність при високих температурах, низька вартість та відсутність поглинання видимого світла для знебарвлення скла.
3.Розфарбування скла
Іони рідкісноземельних елементів демонструють стабільні, яскраві кольори за високих температур і використовуються для створення різноманітного кольорового скла шляхом додавання їх до рідин. Оксиди рідкісноземельних елементів, такі як неодим, празеодим, ербій та церій, є чудовими барвниками для скла. Коли прозоре скло з цими барвниками поглинає видиме світло від 400 до 700 нанометрів, воно проявляє гарні кольори. Ці кольорові скла можна використовувати для створення кришок індикаторів для авіації, навігації та різних транспортних засобів, а також для різних високоякісних художніх прикрас.
Коли оксид неодиму додають до натронно-вапняного та свинцевого скла, глибина кольору скла залежить від товщини, вмісту неодиму та інтенсивності джерела світла. Тонке скло виглядає блідо-рожевим, тоді як товстіше скло — блакитно-фіолетовим. Це явище відоме як дихроїзм неодиму. Оксид празеодиму утворює зелений колір, подібний до хрому. Оксид ербію, який використовується у фотохромному склі та кришталевому склі, утворює рожевий відтінок. Оксид церію в поєднанні з діоксидом титану створює жовтий відтінок. Оксид празеодиму та оксид неодиму можна використовувати у чорному празеодим-неодимовому склі.
4. Освітлювачі рідкісних земель
Оксид церію, замість традиційного оксиду миш'яку, використовується як освітлювач скла для видалення бульбашок та слідів барвників. Це особливо ефективно у виробництві безбарвних скляних пляшок, що призводить до кристально-білого скла з чудовою прозорістю, підвищеною міцністю скла та покращеною термостійкістю. Це також усуває забруднення миш'яком навколишнього середовища та самого скла.
Крім того,оксид церіюможна додавати до повсякденного скла, такого як архітектурне та автомобільне скло, а також кришталеве скло, для зменшення пропускання ультрафіолетового випромінювання. Це застосування широко застосовується в Японії та Сполучених Штатах. З покращенням рівня життя в моїй країні очікується також, що воно знайде сильний ринок. Оксид неодиму, що додається до скла електронно-променевих трубок, усуває розсіювання червоного світла та підвищує чіткість. Спеціальні скла з добавками рідкісноземельних елементів включають: лантанове скло, з його високим показником заломлення та низькою дисперсією, широко використовується у виробництві різних об'єктивів та сучасних об'єктивів для камер та відеокамер, особливо для високогірного фотообладнання; церієве радіаційно-стійке скло, яке використовується в автомобільному склі та телевізійному склі; та неодимове скло, ідеальний матеріал для великих лазерів, головним чином у пристроях керованого ядерного синтезу.